¿Qué es un controlador proporcional?

¿Qué es un controlador proporcional?

El controlador proporcional es uno de los algoritmos de control más básicos en sistemas de control automático, generalmente representado por la letra "P". El controlador proporcional controla la respuesta del sistema ajustando la señal de salida para que sea proporcional a la señal de error.

Principio básico

La idea básica del controlador proporcional es reducir el error del sistema ajustando la señal de salida del controlador. El error es la diferencia entre el valor esperado y la medición real.

u(t) es la señal de salida del controlador.

Kp es la Ganancia Proporcional, que determina la amplificación de la señal de salida con respecto al error.

e(t) es la señal de error, definida como e(t)=r(t)−y(t), donde r(t) es el valor de consigna y y(t) es el valor medido real.

Ventaja

• Respuesta rápida: El controlador proporcional puede responder rápidamente a los cambios en el error.

• Sencillo: estructura simple, fácil de entender e implementar.

• Flexibilidad: La velocidad de respuesta del sistema se puede ajustar flexiblemente modificando la ganancia proporcional.

Desventaja

• Error en estado estable: Dado que el controlador proporcional solo considera el error actual, el sistema puede tener un cierto error en estado estable.

• Sobrepaso: Si la ganancia proporcional no se selecciona correctamente, puede causar que el sistema sobrepase, es decir, que el valor de salida oscile cerca del valor de consigna.

• Problemas de estabilidad: Una ganancia proporcional excesiva puede causar inestabilidad en el sistema.

Aplicación

• Sistema de control de temperatura: Mantener la temperatura de consigna ajustando la potencia del calentador.

• Sistema de control de flujo: Controlar el flujo de fluido ajustando la apertura de la válvula.

• Sistema de control de presión: Mantener la presión en la tubería ajustando la salida de la bomba.

• Sistema de control de motor: Ajustando la velocidad del motor para lograr la potencia de salida requerida.